ES2334478B1 - Sistema de captacion de radiacion solar y co2 para su conversion a energia quimica en continuo. - Google Patents
Sistema de captacion de radiacion solar y co2 para su conversion a energia quimica en continuo. Download PDFInfo
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Abstract
Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química en continuo. La
presente invención describe un sistema de captación de radiación
solar y CO_{2} para su conversión a energía química en continuo.
Dicho sistema está constituido por bioaceleradores electromagnéticos
que actúan de forma continua y cerrada mediante un ciclo o
procedimiento acelerado de conversión electromagnética, para la
producción de biomasa con alto contenido energético en ácidos
grasos, hidrocarburos y otros, como celulosa, silicatos y de otros
productos de interés farmacéuticos, mediante el cultivo masivo de
cepas fitoplanctónicas y zooplanctónicas autotróficas,
heterotróficas, mixtas y heterotróficas facultativas.
Description
Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química en continuo.
La presente invención describe un sistema de
captación de radiación solar y CO_{2} para su conversión a
energía química en continuo. Dicho sistema está constituido por
bioaceleradores electromagnéticos que actúan de forma
continua y cerrada mediante un ciclo acelerado de conversión
electromagnética ("actúa como una esponja electromagnética"),
para la producción de biomasa con alto contenido energético
en ácidos grasos, hidrocarburos y otros, como celulosa, silicatos y
de otros productos de interés farmacéuticos, mediante el cultivo
masivo de cepas fitoplanctónicas y zooplanctónicos
autotróficas.
La invención se adscribe al sector técnico del
aprovechamiento de las energías renovables mediante la acción de
organismos fitoplanctónicos y zooplanctonicos, que son el primer y
segundo escalón de la cadena trófica (en los dos primeros escalones
de la cadena trófica, es donde se produce la máxima absorción y
mínima pérdida de la energía electromagnética que entra en el
ecosistema terrestre), y pertenecientes, los fitoplanctónicos
normalmente a las siguientes familias taxonómicas: Cloroficeas,
Bacilliarioficeas, Dinoficeas, Criptoticeas, Crisoficeas,
Haptoficeas, Prasinoticeas, Rafidoticeas, Estigmatoficeas y los
zooplanctónicos pertenecientes a las familias de los Copépodos,
Taliaceos, Cladóceros Rotíferos y Decápodos... en general las
familias taxonómicas que agrupan especies de la división cromótita
caracterizadas todas ellas por ser organismos unicelulares,
flagelados o no, y con una fase vital estrictamente planctónica
(holoplanctónica) o al menos una de sus fases planctónicas
(meroplanctónicas).
Las especies del grupo de los organismos
fitoplanctónicos que se adscriben su uso a la presente invención y
sin sentido limitativo son: Duanliella salina, Tetraselmis
sp, Isochrysis galbana, Pavlova lutheri,
Rhodomonas salina, Phaedoactvlum tricornutum,
Thalassiosira weissflogii y Chaetoceros socialis.
De esta manera enunciada anteriormente, se
fomenta la captación masiva de gases con efecto invernadero,
especialmente dióxido de carbono.
Hasta la fecha, la obtención de biocombustibles
se viene practicando a partir de cultivos de vegetales superiores,
normalmente del grupo de las fanerógamas o plantas con flor
(girasol, palmera, palmito,..), y normalmente sobre superficie
terrestre (vegetales terrestres).
La obligación por parte de las zonas económicas
de cumplir con los objetivos impuestos por el protocolo de Kyoto,
sobre reducción de las emisiones de CO_{2}/SO_{2} y otros gases
que producen el denominado efecto invernadero y lluvia ácida, está
llevando a los países a buscar combustibles alternativos y
renovables para evitar posibles sanciones fiscales.
Aunque en algunas regiones está aumentando la
producción de energía solar y eólica, estas tecnologías resultan
muy costosas y no son viables en todas las zonas climáticas y es
una producción en tiempo alternativo no continuo. En estas
condiciones, los biocarburantes están llamados a desempeñar un
papel fundamental como sustitutos de los combustibles fósiles,
especialmente para aplicaciones de transporte y calefacción.
Los costes de producción de biocarburantes a
partir de plantas, como los aceites de palma y de colza, han sido
siempre motivo de preocupación. Teniendo en cuenta los bajos
índices de producción de aceite por hectárea, se necesitarían
enormes cantidades de recursos para que se pudiera alcanzar una
producción comercial. La tierra y el agua son dos recursos escasos
y es preferible emplearlos para producir alimentos, que además
resultan más rentables para los agricultores. Además el abonado
intensivo se presenta corno una turma de contaminación terrestre e
hídrica de primera magnitud. Así mismo los monocultivos extensivos
son uno de los principales enemigos de la biodiversidad.
Un estudio de la Universidad de Berckley,
Natural Resources Research Vol 14 Nº 1 March 2005 pag
65-72 muestra que una planta terrestre tal como
el girasol gasta más energía que produce, por ejemplo, para la
producción de 1.000 Kg de combustible de girasol que tiene un poder
de 9.000.000 de Kcal, se tiene que gastar 19 millones de Kcal en
energía, lo que corresponde a una emisión de CO_{2} superior a lo
que emite un combustible fósil, por ejemplo la emisión de un coche
de 135 CV sobre un recorrido de 100 Km emite un valor de 20 Kg de
CO_{2} con un combustible fósil. Cuando se utiliza un combustible
a base de girasol, la emisión combinada total seria de 36 Kg de
CO_{2}, sin embargo cuando el combustible viene a base de
fitoplancton después de la recuperación del CO_{2} de una central
por ejemplo térmica, el balance es de 10 Kg de CO_{2} emitido a
la atmósfera, debido al recogido del mismo coche de la misma
potencia sobre el recorrido de 100 Km, la razón es que el CO_{2}
captado de la fabrica, ha generado una potencia de 100 Kw y ha sido
captado por las algas que en ese momento dejan un balance 0, pero
sin embargo corno las algas producen el biocombustible que va a
propulsar el coche en 100 Km, este biocombustible va a emitir lo
mismo que los combustibles fósiles, unos 20 Kg, pero el balance
total es de 200 Kw por 20 Kg y por lo tanto el resulto neto va a
ser de 10 Kg. Sin embargo en la presente invención se describe un
procedimiento acelerado en el cual como se recupera una parte antes
de producir los combustibles, es decir se recupera parte del cuerpo
de las células para hacer productos inertes tales como silicatos,
celulosa..., esta parte permite reducir un 30% del total del
CO_{2} captado para la conversión, y por lo tanto el resultado
neto es de 4 Kg de emisión de CO_{2} en contra de los 10 Kg
generados anteriormente. Por lo tanto se ve claramente la necesidad
de generar sistemas que aprovechen el uso del fitoplancton para
generar energía limpia y que no afecte negativamente a la
tierra.
El fitoplancton representa una solución viable
al problema anteriormente enunciado puesto que alrededor del 50% de
la masa en seco de los organismos unicelulares en general es
biocarburante. Por otra parte, la producción anual por hectárea de
biocombustible a partir de fitoplancton es 40 veces más alta que con
el siguiente producto más rentable, el aceite de palma. Un
inconveniente es que la producción de aceite de fitoplancton
requiere cubrir vastas extensiones de tierra con agua poco
profunda, así como la introducción de grandes cantidades de
CO_{2}, un elemento fundamental para que el fitoplancton produzca
aceite. Los sistemas de producción natural, como los estanques de
fitoplancton, tienen un coste relativamente bajo, pero el proceso
de recogida resulta muy laborioso y, por ello, costoso. Por otra
parte, los cultivos de fitoplancton se llevan a cabo en sistemas
abiertos, lo cual hace que sean vulnerables a la contaminación y a
problemas de los cultivos, los cuales pueden llevar a la pérdida
total de la producción. En este mismo el sistema descrito en la
presente invención, tiene la ventaja de que los bioaceleradores
electromagnéticos descritos como partes constituyentes del sistema
se mantienen cerrados y en condiciones tales que no se produce
contaminación en el cultivo por bacterias, hongos... porque además
de estar cerrados, el cultivo es enriquecido mediante nutrientes
que incorporan fungicidas y antibióticos y favorecen el crecimiento
fitoplanctónico en un medio axénico.
Dentro del campo del diseño de bioaceleradores
electromagnéticos para la producción de biocombustibles a través de
microorganismos fotosintéticos, se podrían diferenciar de una
manera clara dos tipos de bioaceleradores: los abiertos, en los
cuales se permite un intercambio directo de materia entre el cultivo
y el aire que le rodea, y los de tipo bioacelerador
electromagnético cerrados, en los que este intercambio se elimina
mediante la interposición de un medio físico transparente que
permite el paso de la radiación electromagnética pero no el
intercambio de materia. Los bioaceleradores electromagnéticos
abiertos presentan multitud de problemas derivados del escaso
control de las condiciones de cultivo y posibles contaminaciones,
por lo que su aplicación queda reducida debido a estos
inconvenientes. Sin embargo los bioaceleradores electromagnéticos
cerrados, reducen de manera eficiente estos problemas mediante un
mayor control de las condiciones de cultivo y posibles
contaminaciones y pueden llegar a una tasa de producción de 1400
veces más que el girasol.
Hasta el momento no se han descrito sistemas
parecidos al bioacelerador electromagnético objeto de la presente
invención, que incorporen las ventajas de ser un sistema cerrado de
gran volumen y grandes diámetros, que trabaje en continuo, que
permita obtener grandes cantidades de biocombustibles o productos
secundarios tales como las naftas, la glicerina, compuestos
derivados del silicio, como los ferrosilicatos, que además pueda
obtener energía térmica y eléctrica y que no genere contaminación
puesto que todos los posibles residuos, tales como el dióxido de
carbono (CO_{2}), son recirculados en el sistema para su
aprovechamiento como nutriente para el fitoplancton, o que
recircule el agua utilizada como parte del medio de cultivo para
volver a ser utilizada, y no solo esto, sino que reducen de forma
significativa el CO_{2} atmosférico y por lo tanto el efecto
invernadero.
Además al trabajar los bioaceleradores
electromagnéticos bajo las condiciones de un ciclo acelerado de
conversión electromagnética del dióxido de carbono tiene corno
ventaja que por su capacidad de acelerar la reproducción del
fitoplancton y zooplancton, y su capacidad acelerar su capacidad
fotosintética y metabólica, se puede llegar a tasas de producción
muy elevadas, casi equivalente al poder energético de los
hidrocarburos fósiles. Además debido al diseño de los
bioaceleradores electromagnéticos como parte constitutiva del
presente procedimiento, se tiene la capacidad de recrear un
ambiente equivalente al mar (luz, temperatura y presión) a una
profundidad donde se cultivan y desarrollan este fitoplancton de
manera silvestre. Una característica fundamental de la invención es
que el sistema del bioacelerador electromagnético regula las
condiciones de cultivo de fitoplancton y zooplancton, como la
temperatura, presión y luz. De esta manera se facilita la regulación
térmica del sistema, lo que a su vez facilita el control de las
poblaciones fitoplanctónicas y zooplanctónicas que se están
cultivando y disminuyen los costes energéticos necesarios para
mantener las condiciones homeotérmicas en el sistema de cultivo. Y
como segunda característica, se garantiza la disponibilidad de agua
sin ningún tipo de limitación y gastos elevados en
infraestructuras.
Otra ventaja que presenta el sistema de la
presente invención es que el bioacelerador electromagnético está
constituido de tal manera que dispone de un campo eléctrico y otro
magnético que como fin último, hace que la producción de
fitoplancton se vea elevada e influye en el intercambio electrónico
comprendido dentro de la fotosíntesis.
Por lo tanto en la presente invención se
describe un sistema novedoso que incluye todas estas
características y que permite una gran versatilidad y un gran
respeto hacia el medio ambiente.
La solicitud de patente WO 03/094598 A1 con
título "Photobioreactor and process for biomass production and
mitigation of pollutants in flue gases" describe un modelo de
fotobiorreactor genérico principalmente centrado en la
descontaminación de gases tipo CO_{x}, SO_{x} y NO_{x}.
Básicamente es un sistema que trabaja en discontinuo (distinguiendo
fotoperíodo día/noche) y es abierto, no siendo su medio líquido
axénico. No controla las concentraciones de nitrógeno y dióxido de
carbono, con la finalidad de aumentar la producción de
biocombustibles. No está pensado para trabajar con cepas algales
monoespecíficas ni monoclonales. Su diseño no contempla como
principal objetivo la producción de biocombustibles, sino que se
centra en la depuración de gases. Por otra parte respecto de los
organismos fotosintéticos a los que hace referencia no exige
condiciones que inhabiliten el sistema y no tiene recirculación
controlada porque el transporte se hace por flujo turbulento de
burbujas y están muy lejos del ambiente marino planctónico.
\newpage
En comparación con la presente invención objeto
de patente, se presenta un sistema totalmente novedoso, que se basa
por contrapartida en las siguientes características:
- -
- Es funcional tanto como sistema cerrado, abierto y semiabierto.
- -
- Es funcional tanto como sistema axénico como no axénico.
- -
- Tiene presente un campo eléctrico y otro magnético que influye favorablemente en el desarrollo de la fotosíntesis y de la reproducción. En definitiva es un sistema que acelera el proceso natural de fotosíntesis y transformación de energía electromagnética en biomasa.
- -
- Trabaja en continuo y en discontinuo en cualquier régimen de fotoperíodo.
- -
- Trabaja con cepas mono específicas y monoclonales y con cepas pluriespecíficas.
- -
- Acepta cultivos mixtos autotrofo-autotrofo, autotrofo-heterótrofo, heterótrofo facultativo-heterótrofo facultativo.
- -
- No acepta cualquier organismo fotosintético, sino que exige al menos que no sean formadores bioincrustaciones sobre la superficie interior del bioacelerador electromagnético o al menos que su tendencia natural sea no hacerlo.
- -
- Acepta organismo heterótrofos facultativos.
- -
- Exige que las especies de fitoplancton no formen colonias o no tiendan a ello.
- -
- Exige que las especies de fitoplancton no genere exomucílagos o no sea su principal prioridad.
- -
- Exige que la especie cultivada contenga al menos un 5% de ácidos grasos y al menos un 5% de hidrocarburos.
- -
- Potencia la utilización de especies fitoplanctónicas no flageladas y flotantes.
- -
- No acepta cualquier tipo de líquidos como medio de cultivo, se centra en el agua dulce, salobre, de mar, residual urbana y salmueras de desaladoras.
- -
- Necesita condiciones equivalentes al marino entre 1 y 80 metros de profundidad (presión, temperatura e iluminación).
- -
- Centra su principal objetivo en la obtención de compuestos de síntesis metabólica con propiedades energéticas o con propiedades pre-energéticas dirigidas fundamentalmente a la obtención de biocombustibles.
La presente invención se refiere a un sistema de
captación de radiación solar y CO_{2} para su conversión a
energía química en continuo, que se lleva a cabo mediante
bioaceleradores electromagnéticos que funcionan mediante un ciclo
acelerado de conversión energética del dióxido de carbono u otras
fuentes de carbono la obtención de biocombustibles, entre ellos y
sin sentido limitativo, bio-petróleo, para la
fijación de dióxido de carbono (CO_{2}), gases con efecto
invernadero y otros productos secundarios, tales como óxido de
silicio, celulosa, ácidos grasos tipo omega 3, productos
secundarios de interés farmacéutico, productos valorizables en
biofarmacia, en farmacopea, productos utilizables en medicina,
productos del área de las celulosas y derivados, productos de
interés alimentario en general, productos de interés cosmético... y
otros producto de interés general bien valorizables energéticamente
bien valorizables económicamente.
Así de esta manera y mediante el sistema de
captación de radiación solar y CO_{2} para su conversión a
energía química en continuo se obtienen 50 Kw/día \cdot m^{2} lo
cual es una cantidad mucho mayor a la que se conseguiría si solo se
captase la energía solar (4.5 Kw/día \cdot m^{2}).
La eficiencia del sistema viene dada debido
principalmente a la conversión de la energía radiante
(electromagnética y/o solar) en energía química utilizando la
fotosíntesis o la quimiosíntesis del carbono que se capta en ese
proceso. Aproximadamente mas de 110 Kcalorías de energía libre se
almacenan en la biomasa vegetal por cada molécula de dióxido de
carbono fijada durante la fotosíntesis.
En este mismo sentido, se consideran zonas
especialmente aptas para la captación de radiación solar, la que se
recoge entre el paralelo 45º al norte del ecuador y 45º al sur del
ecuador. La radiación solar recogida al menos debe de ser de 1 Kw
h/m^{2} día y se consideran óptimos valores de 4 a 6 Kw h/m^{2}
día.
\newpage
Se consideran regímenes térmicos óptimos para la
instalación de los bioaceleradores electromagnéticos los regímenes
térmicos comprendidos en pisos bioclimáticos, mediterráneos
termo-mediterráneos,
meso-mediterráneos y en general los abarcados
dentro del rango térmico de los 7 a los 40ºC.
Una de las ventajas y particularidades del
presente sistema es que los microorganismos presentes en el mismo,
reciben la energía solar en todas las direcciones (efecto
tridimensional) y ello es debido al efecto ondulatorio y
corpuscular de la luz, y también es debido al movimiento continuo de
los microorganismos por los bioaceleradores para del presente
sistema.
Gracias a la energía solar, se acelera el ciclo
de aprovechamiento del carbono, de tal manera que la luz propicia
la disociación del átomo de carbono del dióxido de carbono o de
carbonatos o de bicarbonatos, a través de un proceso de fotosíntesis
de tal manera que este átomo de carbono se incorpora a una pentosa,
principalmente a una ribulosa, para obtener una hexosa,
principalmente una molécula de glucosa. (Ciclo de Calvin).
De tal manera que la utilización de las
distintas fuentes de carbono dan lugar como resultante un producto
sinérgico.
Los distintos productos obtenidos en este
proceso comúnmente conocido como fotosíntesis, son productos
químicos con un alto carácter energético (azúcares, hidratos de
carbono, ácidos grasos, celulosas...).
Además, el presente sistema es el único que se
basa en la explotación de los cultivos en forma tridimensional, no
en unidad de superficie, sino en unidad de volumen.
Se entiende por un bioacelerador
electromagnético, un sistema que utiliza elementos naturales como
la fotosíntesis, mitosis y el electromagnetismo, de tal manera que
el fitoplancton sirve como vehículo de captación, transporte,
transformación de energía y "catalizador" del dióxido de
carbono para producir energía. En definitiva es un sistema que
acelera el proceso natural de fotosíntesis y transformación de
energía electromagnética en biomasa.
Dicho bioacelerador electromagnético actúa de
forma continua y cerrada, para la producción de biocombustible y de
otros productos de interés, mediante el cultivo masivo de cepas
fitoplanctónicas autotróficas.
Según otro aspecto de la presente invención los
bioaceleradores electromagnéticos (Figura 3) que actúan mediante el
ciclo acelerado de conversión energética están constituidos por al
menos los siguientes elementos:
- al menos 1 convertidor de biomasa (1) de forma
octogonal (Figura 4) por cada de bioacelerador electromagnético que
puede ser de tres tipos: circular monocámara, circular concéntrica
bicámara y circular compuesta que contiene tubos verticales
dispuestos alrededor de un pozo central de luz.
Cada convertidor de biomasa (Figura 4) esta
dispuesto de tal manera que el conjunto de varios de ellos formen
una estructura de tipo colmena o módulo (Figura 5), dejando pasar
la luz natural entre los intersticios (2a y 2b) creados por dicha
disposición octogonal. El paso de luz natural creado entre los
intersticios, sirve de paso a la luz natural dentro de cada
convertidor de biomasa (1) (Figura 3), y de esta manera se consigue
la difusión continua y homogénea de la luz dentro del conjunto tal
como se produciría bajo el nivel del mar.
El conjunto de convertidores de biomasa o
módulos y el resto de los elementos constituyentes del sistema
forman el bioacelerador electromagnético (Figura 3) que comprende a
su vez al menos:
- 1 tanque de reserva de agua de mar (3) por
cada bioacelerador electromagnético.
- 1 filtro de partículas (4) por cada
bioacelerador electromagnético.
- 1 filtro de luz UV (5) por cada bioacelerador
electromagnético.
- 1 tanques de alimentación y mezcla (6) por
cada de bioacelerador electromagnético.
- 1 flotadores de control (7) de nivel por cada
tanque de alimentación.
- 1 bomba de alimentación de presurización (8)
por cada bioacelerador electromagnético.
- 1 manómetro (9) y al menos un controlador de
presión (10) por cada bioacelerador electromagnético.
- 1 tanque de compensación (1 1) por cada
bioacelerador electromagnético.
- 1 tanque de expansión con válvula de seguridad
(12) por cada bioacelerador electromagnético.
- 1 intercambiador de calor (13) para mantener
la temperatura del medio de cultivo por cada de bioacelerador
electromagnético.
- 1 termostato de control de temperatura (14)
por cada bioacelerador electromagnético.
- 1 tanque de realimentación de agua reciclada
(15) proveniente de al menos 1 centrifugadora (17) por cada
bioacelerador electromagnético.
- 1 bomba de reinyección (16) por cada
bioacelerador electromagnético.
- 1 centrifugadora de separación de la biomasa
del agua (17) por cada bioacelerador electromagnético.
- 1 atemperador para la disminución de la
temperatura de entrada de dióxido de carbono (18), en adelante
CO_{2}, por cada bioacelerador electromagnético.
- 2 válvulas electromagnéticas de cambio de
flujo (19) por cada convertidor de biomasa.
- 1 válvula electromagnética de extracción de
biomasa (20) por cada convertidor de biomasa (1) y todas las
válvulas del conjunto controladas por los sensores de control y un
sistema central de coordinación para asegurar un flujo continuo de
extracción, garantizando una reproducción de células máxima.
- 3 sensores de control del medio de cultivo
(21) por cada convertidor de biomasa.
- 1 válvula de extracción de oxígeno (22) por
cada convertidor de biomasa.
- 1 válvula de extracción de hidrógeno (23) por
cada convertidor de biomasa.
- el 100% de entradas de luz natural (2a y 2b)
creadas por los intersticios generados por la disposición de los
convertidores de biomasa.
- 1 lámpara de producción de luz artificial (24)
por cada convertidor de biomasa.
- 1 panel de control (25) por cada bioacelerador
electromagnético.
- 1 bomba de recirculación (26) por cada
bioacelerador electromagnético.
- 1 densímetro (27) por cada bioacelerador
electromagnético.
- 1 sistema rotatorio de limpieza (28) por cada
convertidor de biomasa.
- 3 válvulas de inyección de dióxido de carbono
(29) dispuestos de forma helicoidal alrededor de cada convertidor
de biomasa.
- 2 válvulas de inyección de turbulencias (30)
(nitrógeno y oxígeno) dispuestos de forma helicoidal por cada
convertidor de biomasa.
- 1 sistema de extracción y regulación de las
lámparas de luz artificial (31) por cada convertidor de
biomasa.
- 1 sistema de extracción mecánica de la biomasa
por centrifugación (32) por cada bioacelerador
electromagnético.
- 1 tanque de acumulación de biomasa (33) que
conecta con la centrifugadora.
- 1 sistema electromagnético, compuesto de un
campo eléctrico (34) y otro magnético (35), responsable de acelerar
el intercambio molecular y electrónico, por cada convertidor de
biomasa.
\vskip1.000000\baselineskip
Los convertidores de biomasa son de material
transparente preferiblemente PVC, vidrio, policarbonato y/o
metacrilato y pueden ser de tres tipos:
- -
- circular concéntrica monocámara.
- -
- circular concéntrica bicámara.
- -
- circular compuesta que contienen tubos verticales dispuestos alrededor de un pozo central de luz.
\vskip1.000000\baselineskip
En este mismo sentido, los convertidores de
biomasa (Figura 4) circulares concéntricas monocámara comprenden
los siguientes elementos:
- -
- pozos verticales de acceso de control, mantenimiento y emisión de luz artificial, los cuales tienen un diámetro comprendido desde 20 centímetros a 2 metros y una altura comprendida desde 5 a 30 metros.
- -
- cámaras de fotosíntesis.
Los convertidores de biomasa (Figura 4)
circulares concéntricas bicámara contienen el siguiente
elemento:
- -
- pozos verticales de acceso de control, mantenimiento y emisión de luz artificial (24).
\vskip1.000000\baselineskip
Los convertidores de biomasa (Figura 4)
comprenden al menos los siguientes elementos:
- tubo vertical de control de luz artificial
(24).
- válvulas de inyección de CO_{2}. (29)
- dispersores de iones (36).
- válvulas de inyección de turbulencia (30).
- válvulas electromagnéticas de cambio de flujo
(19).
- entradas de luz natural (2a y 2b).
- lámparas de producción de luz artificial
(24).
- fitoplancton (37) que está presente en el
medio de cultivo dentro del convertidor de biomasa.
- -
- sensor de control de cultivo (21).
- -
- sistemas de iluminación interna (24).
- -
- válvulas de extracción de gases (23 y 22).
- -
- imanes generadores de campo magnético (35).
- -
- electrodos para la generación de un campo eléctrico (34).
- válvulas electromagnéticas de extracción de
biomasa (20).
- sistemas rotatorios de limpieza (28).
- sistemas de extracción y regulación de las
lámparas de producción de luz artificial (31).
\vskip1.000000\baselineskip
En este mismo sentido los convertidores de
biomasa (1) (Figura 4) están caracterizados porque comprenden dos
reservorios octogonales, dispuestos uno en la cara superior y el
otro en la inferior. La parte central de los convertidores son de
diámetro inferior a estos reservorios, para permitir la difusión de
luz y temperatura ambiental dentro de los módulos (Figuras 4 y 5).
De tal manera que la disposición de dichos reservorios crea la
forma de los módulos o colmenas (Figura 5), generando de esta
manera los intersticios (2a y 2b) y un conjunto monolítico homogéneo
de luz y temperatura.
Los tanques de reserva de agua de mar (3) son
cilíndricos o poliédricos de material de fibra de vidrio, tienen un
volumen interno comprendido dentro del intervalo de 1 a 20
m^{3}.
Los filtros de partículas (4) son
preferiblemente de tipo de fibra de celulosa, fibra de vidrio y
acetato de celulosa, dispuestos en una serie de tamices con un
gradiente de poro comprendido desde las 50 micras de diámetro de
poro hasta las 2 micras de diámetro de poro, cuya función es no
permitir la introducción de partículas que sean distintas al agua
de mar.
Los filtros de luz UV (5), los cuales atenúan
las longitudes de onda superiores a los 700 nm, con la función de
evitar la inhibición de la fotosíntesis y por tanto de una caída de
la producción fitoplanctónica general.
Los tanques de alimentación y mezcla (6) son
cilíndricos o poliédricos de material transparente preferentemente
de PVC, policarbonato y/o metacrilato, tienen un volumen interno
comprendido dentro del intervalo de 3 a 14 m^{3}. En este mismo
sentido, los tanques de alimentación y mezcla, contienen la mezcla
de nutrientes y gases necesarios para el desarrollo y cultivo del
fitoplancton. Por otra parte recibe el líquido procedente de la
centrifugadora a través de la bomba de reinyección (16).
Los flotadores (17) son para el control de nivel
del tanque de alimentación e impulsan la apertura de la válvula de
entrada del agua del mar del tanque de reserva (3).
\newpage
La bomba de alimentación y presurización (8) son
de tipo centrifugadoras que puede trabajar hasta una presión de 10
Kg/cm^{2}.
El controlador de presión (10) regula el
funcionamiento de la bomba de alimentación (8), en función de la
presión deseada dentro del circuito.
El tanque de compensación (11) es de material
transparente, PVC, policarbonato..., cuya función es compensar las
diferentes extracciones de producto y compensar las bajadas de
presión creadas por las diferentes extracciones. Siempre debe tener
un volumen interno que equivalga al total del volumen de los
convertidores de biomasa (1).
El tanque de expansión con válvula de seguridad
(12), es de metal inoxidable con una membrana interna elástica para
la absorción de las pequeñas variaciones de presión y volumen
comprendido entre el 1 y el 2% del volumen total del bioacelerador
electromagnético.
Los intercambiadores de calor (13) sirven para
mantener la temperatura del sistema y son de tipo laminar a
placas.
El tanque de realimentación de agua reciclada
(15), es transparente de fibra de vidrio.
Las bombas de reinyección (16) son de tipo
centrifugadoras que puede trabajar hasta una presión de 10
Kg/cm^{2}.
Las centrifugadoras (17) son de tipo rotativas
de plato.
Los sensores de control del medio de cultivo
(21) son fotómetros, pHmetros, sondas de temperatura, sondas de
CO_{2}, sondas de O_{2}.
Los fotómetros, son medidores de intensidad
luminosa, mediante la técnica de fotodiodo y trabajan en el rango
de medida de 0 a 200 micromoles de fotones/m^{2}s con una
resolución mínima de 0,5 micromoles de fotones/m^{2}s y un error
siempre inferior al 4% de la medida. Dispondrán de sonda de lectura
y serán monitorizados de forma que permitan la apertura y cierre de
las válvulas que mandan el producto a la centrífuga.
Las válvulas de extracción de oxigeno (22) e
hidrogeno (23) son de tipo hidroneumáticas.
Las entradas de luz natural (2a y 2b) están
recubiertas por plástico translucido.
Las lámparas de producción artificial (24)
tienen una intensidad de 1 a 50 vatios/m^{2}.
Los paneles de control (25), controlan la
inyección de los diferentes nutrientes, gases, temperatura, pH,
salinidad y conductividad del medio de cultivo.
La bomba de recirculación (26) es de tipo
centrifugadora.
Los sistemas rotatorios de limpieza (28) tienen
forma de bolas unidas por un hilo central que mediante un sistema
de movimiento rotatorio helicoidal centrifugo va recorriendo las
paredes internas del convertidor de biomasa (1) manteniendo su
limpieza.
Las válvulas de inyección de CO_{2} (29), se
comunican con los dispersores de iones (36) y además están
dispuestas de forma helicoidal alrededor del convertidor de biomasa
(1).
Las válvulas de inyección de turbulencias (30)
están dispuestas de forma helicoidal por cada convertidor de
biomasa (1).
En los sistemas de extracción mecánica por
centrifugación se separa la biomasa (32) (que contiene lípidos,
hidratos de carbono, celulosas, hemicelulosas y productos del
metabolismo secundario) del medio líquido de cultivo.
La difusión de luz seria similar a la difusión
en medio acuático a partir de 15 metros de profundidad.
Los organismos utilizados para la presente
invención son de tipo fitoplanctónico y zooplanctonico
pertenecientes, los fitoplanctónicos normalmente a las siguientes
familias taxonómicas: Cloroficeas, Bacilliarioficeas, Dinoficeas,
Criptoficeas, Crisoficeas, Haptoficeas, Prasinoficeas,
Rafidoficeas, Estigmatoficeas y los zooplanctónicos pertenecientes
a las familias de los Copépodos, Taliaceos, Cladóceros Rotíferos,
Decápodos...y en general las familias taxonómicas que agrupan
especies de la división cromofita caracterizadas todas ellas por ser
organismos unicelulares, flagelados o no, y con una fase vital
estrictamente planctónica (holoplanctónica) o al menos una de sus
fases planctónicas (meroplanctónicas).
Las especies del grupo de los organismos
fitoplanctónicos que se adscriben su uso a la presente invención y
sin sentido limitativo son: Duanliella salina, Tetraselmis
sp, Isochrvsis galbana, Pavlova lutheri,
Rhodornonas salina, Phaedoacrylum tricornutum,
Thalassiosira weissflogii y Chaetoceros socialis.
Las cepas iniciales para la inoculación de
convertidor de biomasa estarán mantenidas en agua de mar, dulce,
salobre, de depuradora urbana y de rechazo de desaladora,
microfiltrada sobre filtros de acetato de celulosa de 0,45 micras y
posterior refiltrado de 0,20 micras y finalmente esterilizadas
mediante rayos UV. El medio de cultivo de los convertidores se
mantendrá estéril y axénico mediante antibióticos, fungicidas.
Los antibióticos añadidos al cultivo son una
mezcla de penicilina y estreptomicina a un rango de concentraciones
de l00 a 300 mg/l cada uno de ellos, preferentemente se a un rango
de concentraciones de 150 a 250 mg/l y más preferentemente a una
concentración de 200 mg/l para cada uno de los componentes de la
mezcla.
Los fungicidas añadidos al cultivo son una
mezcla de griseofulvira y nistatina a un rango de concentraciones
de 100 a 300 mg/l cada uno de ellos, preferentemente se a un rango
de concentraciones de 150 a 250 mg/l y más preferentemente a una
concentración de 200 mg/l para cada uno de los componentes de la
mezcla.
El medio de cultivo utilizado es para sostener
biomasas superiores a los 0,8 gr/l/día peso seco de biomasa, siendo
este medio de tipo Guillard, de acuerdo con el protocolo recogido
por Robert A., Andersen en el libro Algal Culturing Techniques
con ISBN
0-12-088426-7.
Editado por Elsevier en 2005 páginas
507-511.
Dicho medio ha sido modificado aumentando al
doble las concentraciones de nitrógeno (N_{2}) con el objeto de
superar concentraciones celulares superiores a los 0,8 gr/l/día
peso seco de biomasa.
La esterilización de los bioaceleradores
electromagnéticos se realizará mediante lavado con una solución de
agua y ácido clorhídrico (HCl) en concentraciones de 0,5 al 5% v/v
y/o con agua e hipoclorito sódico (NaClO) en una mezcla v/v del 0,5
al 5% y se mantendrá al menos 24 horas todo ello sumergido en dicha
solución.
Como se enunció anteriormente dichos
bioaceleradores electromagnéticos funcionan llevando a cabo un
ciclo acelerado de conversión energética del dióxido de carbono
Figura 1, el cual consta de las siguientes etapas:
En una primera etapa, se lleva a cabo el cultivo
de fitoplancton, el cual se encuentra inmerso dentro de
bioaceleradores electromagnéticos, cuya función principal es la de
acelerar la fotosíntesis y la división celular mediante mitosis. La
energía electromagnética necesaria para el cultivo del fitoplancton
procede de la radiación solar y el aporte de carbono se realiza
mediante el CO_{2} procedente de gases de combustión generados en
la última etapa del procedimiento que se describe en la presente
invención, de la combustión de la biomasa, o de los subproductos
generados en el procedimiento y las Kcalorías excedentes de la
combustión de la biomasa servirán para mantener la temperatura del
cultivo. Como se sabe, cualquier intercambio de energía
termodinámica a energía eléctrica o mecánica, genera una pérdida
del 60% en energía térmica, sin embargo mediante el presente
procedimiento, al tratarse de un ciclo cerrado, se consigue
recuperar una parte de la energía térmica perdida, para recalentar
el sistema y acelerar la producción y ayudar al secado del producto
energético incluyendo la energía térmica usado por desalinización
de agua del mar.
Se entiende por fotosíntesis al proceso mediante
el cual las plantas, algas y algunas bacterias captan y utilizan la
energía de la luz (Energía electromagnética) para transformar la
materia inorgánica de su medio externo en materia orgánica que
utilizarán para su crecimiento y desarrollo. La fotosíntesis se
divide en dos fases. La primera ocurre en los tilacoides, en donde
se capta la energía de la luz y esta es almacenada en dos moléculas
orgánicas sencillas (ATP y NADPH). La segunda tiene lugar en los
estromas y las dos moléculas producidas en la fase anterior son
utilizadas en la asimilación del CO_{2} atmosférico para producir
hidratos de carbono e indirectamente el resto de las moléculas
orgánicas que componen los seres vivos (aminoácidos, lípidos,
nucleótidos, etc). En la primera fase la energía de la luz captada
por los pigmentos fotosintéticos unidos a proteínas y organizados en
los denominados "fotosistemas" produce la descomposición del
agua, liberando electrones que circulan a través de moléculas
transportadoras para llegar hasta un aceptor final (NADP^{+})
capaz de mediar en la transformación del CO_{2} atmosférico (o
disuelto en el agua en sistemas acuáticos) en materia orgánica. Este
proceso luminoso está también acoplado a la formación de moléculas
que funcionan como intercambiadores de energía en las células (ATP).
La formación de ATP es necesaria también para la fijación del
CO_{2}.
6 CO_{2} + 6
H_{2}O \rightarrow C_{6}H_{12}O_{6} + 6
O_{2}
En la segunda etapa de la fotosíntesis, se lleva
a cabo, el ciclo de Calvin en el cual se integran y convierten
moléculas inorgánicas de dióxido de carbono en moléculas orgánicas
sencillas a partir de las cuales se formará el resto de compuestos
bioquímicos que constituyen los seres vivos. Este proceso también se
puede, por tanto, denominar como de asimilación del carbono. De
esta manera se podría comprobar que para un total de 6 moléculas de
CO_{2} fijado, la estequiometría final del ciclo de Calvin se
puede resumir en la ecuación:
6CO_{2} +
12NADPH + 18 ATP \rightarrow C_{6}H_{12}O_{6}P +
12NADP^{+} + 18ADP + 17
Pi
Que representaría la formación de una molécula
de azúcar-fosfato de 6 átomos de carbono (hexosa) a
partir de 6 moléculas de CO_{2}.
\newpage
También, a partir de estos azúcares se formarán
directa o indirectamente las cadenas de carbono que componen el
resto de moléculas que constituyen los seres vivos (lípidos,
proteínas, ácidos nucleicos y otros).
Para que se lleve a cabo esta primera etapa, es
necesario el control de la temperatura, el control de la intensidad
luminosa y el aporte de nutrientes. Además de asegurar que el medio
de cultivo es axénico.
Cuando se habla de nutrientes nos referimos a
dióxido de carbono, en adelante CO_{2}, NOx, vitaminas,
antibióticos, fungicidas, agua, oligoelementos y ácido
ortofosfórico.
Las condiciones para que se pueda llevar a cabo
esta primera etapa del procedimiento son las siguientes:
- -
- temperatura constante dentro del intervalo de 7 a 40ºC.
- -
- intensidad de luz solar desde 200 a 900 vatios/m^{2}.
- -
- longitudes de onda dentro del intervalo de 400 a 700 nm.
- -
- intensidad de luz artificial desde 1 a 50 vatios/m^{2}.
- -
- los fotoperíodos en función de la cepa cultivada oscilaran dentro de los siguientes rangos:
- \circ
- 24: 0 horas (luz/oscuridad).
- \circ
- 16: 8 horas (luz/oscuridad).
- \circ
- 18: 6 horas (luz/oscuridad).
- \circ
- 20: 4 horas (luz/oscuridad).
- \circ
- 12: 12 horas (luz/oscuridad).
- -
- Salinidad:
- \circ
- Cepas de agua salada: 20\textperthousand-40\textperthousand.
- \circ
- Cepas de agua salobre: 8\textperthousand-20\textperthousand.
- \circ
- Cepas de agua dulce: 0,2\textperthousand-8\textperthousand.
- -
- Concentración de fitoplancton en el medio de cultivo desde 5 millones de células/ml a 500 millones de células/ml.
- -
- pH desde 6,5 a 9,9.
- -
- Presión de 1 a 5 atmósferas.
Las cepas iniciales para la inoculación en el
bioacelerador electromagnético estarán mantenidas en agua de mar
microfiltrada sobre filtros de acetato de celulosa de 0,45 micras y
posterior refiltrado de 0,20 micras y finalmente esterilizadas
mediante rayos UV. El medio de cultivo de los bioaceleradores
electromagnéticos se mantendrá estéril y axénico mediante
antibióticos, fungicidas.
Los antibióticos añadidos al cultivo son una
mezcla de penicilina y estreptomicina a un rango de concentraciones
de 100 a 300 mg/l cada uno de ellos, preferentemente se a un rango
de concentraciones de 150 a 250 mg/l y más preferentemente a una
concentración de 200 mg/l para cada uno de los componentes de la
mezcla.
Los fungicidas añadidos al cultivo son una
mezcla de griseofulvira y nistatina a un rango de concentraciones
de 100 a 300 mg/l cada uno de ellos, preferentemente se a un rango
de concentraciones de 150 a 250 mg/l y más preferentemente a una
concentración de 200 mg/l para cada uno de los componentes de la
mezcla.
El medio de cultivo utilizado es para sostener
biomasas superiores a los 100 millones de células/ml siendo este
medio de tipo Guillard, de acuerdo con el protocolo recogido por
Robert A., Andersen en el libro Algal Culturing Techniques con
ISBN 0-12-088426-7.
Editado por Elsevier en 2005 páginas
507-511.
Dicho medio ha sido modificado aumentando al
doble las concentraciones de nitrógeno (N_{2}) con el objeto de
superar concentraciones celulares máximas habitualmente
referenciadas en la bibliografía para cada especie.
Por lo tanto en una segunda etapa del ciclo
acelerado de conversión energética consiste en la producción de
biomasa (lípidos, hidrocarburos y azúcares) y oxígeno procedente
del cultivo masivo del fitoplancton presente en el medio de cultivo
de los bioaceleradores electromagnéticos. Por otra parte se
producen productos secundarios tales como silicatos o celulosa que
son parte constituyente del cuerpo de cada una de las células del
medio de cultivo. Los métodos utilizados para la extracción de la
biomasa procedente del medio de cultivo, son cualquiera de los
descritos en el estado de la técnica. Sin embargo para conseguir la
separación de los silicatos y de la celulosa, se llevó a cabo
mediante el uso de disolventes apolares capaces de disolver y
extraer estos productos y los cuales están descritos en el estado de
la técnica. Por otra parte los métodos para la ruptura de las
células del medio de cultivo son y sin sentido limitativo, los
ultrasonidos, el politrón o trituración, microondas y/o el
calentamiento a 200ºC.
Todos estos productos enunciados anteriormente,
que son el resultado de la captación y transformación del dióxido
de carbono, son indirectamente dióxido de carbono que no se devuelve
a la atmósfera, sino que se vuelve a aprovechar mediante el paso de
la última etapa del presente procedimiento a la primera del
mismo.
En la tercera etapa del ciclo, los productos
obtenidos en la etapa anterior, sufren un proceso de oxidación por
combustión directa o indirecta, para producir energía
termodinámica, la cual es utilizada en vehículos o en centrales de
producción eléctrica. Los productos residuales de este proceso son
principalmente NOx y dióxido de carbono.
Estos productos residuales son reconducidos en
la última etapa del procedimiento, a los bioaceleradores
electromagnéticos de la etapa primera, de tal manera que el ciclo
descrito en el presente procedimiento, se cierra y estos productos
vuelven a servir como nutrientes para el medio de cultivo en el
cual está presente el fitoplancton.
Por lo tanto se produce un aprovechamiento total
de la energía térmica producida por todos los compuestos de
carbono. La transformación de la segunda etapa a la tercera, es
mediante combustión directa después de una centrifugación y secado
de la biomasa. Una vez seca, se inyecta dentro de un horno para
utilizar los gases dentro de un intercambiador de calor que a su
vez produce vapor que se manda a turbinas. El resto de los gases a
la salida del intercambiador vuelve directamente al bioacelerador
electromagnético.
Según una realización preferida el ciclo
acelerado de conversión energética del dióxido de carbono,
constaría de 5 etapas en vez de 4, o lo que es lo mismo
adicionalmente se incorpora una quinta etapa al procedimiento, entre
las etapas 2 y 3 (Figura 2). En esta nueva etapa se lleva a cabo un
proceso de transformación de los productos obtenidos en la segunda
etapa. Los lípidos se dirigen a un proceso de transformación de
energía química mediante transesterificación. Los hidrocarburos se
destilan mediante hidrocraqueo catalítico, obteniéndose de esta
manera productos energéticos tales como el queroseno, benceno,
biodiesel, naftas y otros como la glicerina. A los azúcares se les
aplica una ruptura molecular para obtener etanol que parte de él
será utilizado en el proceso de transesterificación que se lleva a
cabo en los lípidos.
Se entiende por transesterificación al proceso
que se lleva a cabo mediante la siguiente reacción química:
De esta manera se evitaría pasar por la tercera
etapa dependiendo de las necesidades del sistema.
En la cuarta etapa del procedimiento, los
hidrocarburos sufren un proceso de oxidación por combustión directa
o indirecta, para producir energía termodinámica, la cual es
utilizada en vehículos o en centrales de producción eléctrica. Los
productos residuales de este proceso son principalmente NOx y
dióxido de carbono.
Estos productos residuales son reconducidos en
la última etapa del procedimiento, a los bioaceleradores
electromagnéticos de la etapa primera, de tal manera que el ciclo
descrito en el presente procedimiento, se cierra y estos productos
vuelven a servir como nutrientes para el medio de cultivo en el
cual está presente el fitoplancton.
Según un tercer aspecto fundamental de la
presente invención, el uso del sistema de captación de radiación
solar y su conversión a energía química en continuo es para la
obtención de biocombustibles, para la obtención de productos de
farmacopea del tipo de los ácidos grasos y Luteína, para la
obtención de productos de cosmética del tipo de la glicerina,
pigmentos y sustancias emulgentes, para la obtención de productos
industriales con contenido en sílice del tipo de los borosilicatos y
ferrosilicatos, para la obtención de productos fertilizantes,
agrícolas, industriales y ganaderos para la obtención de celulosas
y hemicelulosas, para la obtención de taninos y compuestos
astringentes, para la fijación de CO_{2}, CH_{4}, SH_{2},
NO_{2}, NO_{3} y otros gases de efecto invernadero y cualquier
sal derivada de la reacción de estos gases con el medio de
cultivo.
Por último, dicho sistema debe cumplir una serie
de requisitos para que sea productivo:
- -
- Permite la suficiente energía radiante como para que en cualquier punto o parte de la columna penetre hasta cualquier punto del cultivo en su grado óptimo de concentración al menos el 1% de la energía incidente en su parte exterior.
- \circ
- Para el sistema objeto de la presente invención cuenta con un diámetro máximo de la corona de 30 cm y mínimo de 10 cm.
- -
- El sistema se mantiene libre de incrustaciones, fouling (adherencias de las algas a las paredes internas del sistema), y en general de problemas que disminuyen la transparencia del sistema.
- \circ
- Primero se hace una selección de especies que no desarrollen la capacidad de adherencia. Normalmente se utilizaran microalgas planctónicas y holoplanctónicas estrictas (sin fases adherentes), y físicamente mediante el empleo de sistemas de aireación autolimpiable dispuestos perimetralmente en las caras internas del bioacelerador electromagnético que delimita el cultivo. Para que sean autolimpiables se emplearan materiales elásticos fundamentalmente de siliconas y derivados para que los poros de aireación si se obturan puedan ser limpiados mediante el aumento de la presión de gases o aire que se inyectan. Se trabajan con aireadores de diámetro oscila en el rango de 1 a 20 mm. Los caudales de circulación de gases será función de la cepa a cultivar y del caudal de circulación del cultivo y oscilaran en el intervalo de 0,05 m^{3}/h hasta 20 m^{3}/h. Cuando se trata de aire atmosférico se trabaja de 2 a 3 m^{3}/h y cunado se trate de inyección de CO_{2} y gases provenientes de combustión de 0,05 a 1 m^{3}/h. La presión va desde 0,5 bares a 3 bares.
- -
- El sistema permite siempre que por cada columna, la evacuación de los gases producto de la fotosíntesis y los excedentes de gases utilizados en su alimentación.
- \circ
- Se dispone de válvulas de alivio en la parte superior de los bioaceleradores y permite la captura y traslado de dichos gases, especialmente del O_{2} para su empleo post en la valorización energética de la biomasa obtenida. La concentración de O_{2} en los gases recogidos oscilara entre 8 y 30% del total de los gases, en función de la especie.
- -
- Cuando el sistema se usa como sistema de eliminación o sumidero de gases de efecto invernadero con especial relevancia el CO_{2}, la relación de CO_{2}/O_{2} en la entrada al sistema oscile dentro del intervalo de 0,0195 y de 2,0000 y a la salida del sistema la relación CO_{2}/O_{2} oscile entre 0,0002 y 0,0200.
- -
- El sistema permite la utilización de aguas en el rango de salinidad del 0,01\textperthousand de sales, hasta el 56\textperthousand de estas sales.
- -
- El sistema en si mismo permite la utilización de aguas de rechazo de desalinización y de depuradoras tanto de tipo urbano como industrial.
- \circ
- El objetivo principal es para las aguas de urbano y industrial, la reducción de nitrógeno y fósforo en cualquiera de sus formas a valores que la hacen apta para su uso en riego y consumo, y en el caso de las aguas de rechazo de desalinizadoras, se hace especial hincapié en los sistemas de desalinización de aguas continentales, en estas utilizaran los diferentes carbonatos existentes en dicha agua como fuente de carbono en el ciclo de Calvin. El objetivo final para este caso será la descarga en carbonatos y sulfatos que permitan su reutilización en sistemas de riego, refrigeración y consumo.
- -
- Asimismo el sistema permite su explotación tanto en condiciones autotróficas como en condiciones heterotróficas empleando las mismas especies para ambas situaciones.
- \circ
- Se utilizan preferiblemente especies que permiten la alternancia entre condiciones de vida autotróficas y heterotróficas y por tanto serán especies mixotróficas y se primará la utilización y sin sentido limitativo de especies con capacidad mixotrófica (uso de las mismas con luz o sin luz). Cuando el método de cultivo se realiza bajo condiciones de heterotrofia o mixotrofia las principales fuentes de carbono empleadas son el ácido láctico, los acetatos, almidón glicerina y glicerol, hexosas y glucidos en particular, pentosas y en particular los derivados del ribulosa y triglicéridos y glicina.
- -
- El sistema permite la obtención de biomasa con fines energéticos para la extracción directa (centrifugación, floculación... o combinación de ambas) y así mismo mediante el empleo de organismos del segundo escalón de la cadena trófica, particularmente y sin sentido limitativo del denominado zooplancton que actuarán como acumuladores de los productos energéticos sintetizados por las microalgas propias del cultivo.
- \circ
- La biomasa para uso energético cumple unos requisitos mínimos. Poderes caloríficos superior a las 1800 cal/gr y preferiblemente cuando el empleo sea estrictamente la obtención de Energía térmica dicho poder calorífico deberá ser de 3800 a 8000 cal/gr. Deberá presentar un contenido mínimo de carbono total con respecto al peso seco, superior al 30%, un contenido en nitrógeno no superior al 20% y un contenido en compuestos fosforados no superior al 10%, para que emisiones tóxicas. La concentración de derivados del cloro tampoco debe superar el 10%. La cantidad de biomasa que se obtiene al menos al día es de 0,2 gr/litro de disolución por día. Se considera un funcionamiento optimo de 0,3 a 7 gr de material potencialmente aprovechable por cada kg de cultivo (es decir por cada kg de suspensión de microalga en el agua). La cantidad definitiva es función del producto que se deba obtener.
- \circ
- Los valores anteriormente citados de poder calorífico se calculan siempre a partir de la variación de la entalpía. Si se emplean las ecuaciones de Dulong y Hutte los valores se ven notablemente incrementados. Las ecuaciones son:
- \sqbullet
- Dulong 8140 x X + 29000 x (H- O/8) + 2220 x S - 600 x H_{2}O.
- \sqbullet
- Hutte 8100 x C + 29000 x (H- O/8) + 2500 x S — 600 x H_{2}O.
- -
- El sistema recoge, explota, usa... la radiación electromagnética recogida en el primer y segundo escalón de la cadena trófica, que según la disciplina de la ecología, son los que absorben más del 99% del total de la energía entrante en la tierra. El resto de los sistemas presentes en el estado de la técnica, trabajan con sistemas que están a partir del tercer, cuarto o superiores escalones de la cadena trófica, y su eficiencia energética respecto del primer escalón no es superior al 0,1%, 0,001% y así sucesivamente.
- -
- El sistema usa la radiación solar incidente en la zona de trabajo como catalizador y amplificador para la obtención de compuestos rico-energéticos que se traduce en biocombustibles, compuestos de interés farmacológico, compuestos de interés médico, compuestos de interés en biocosmética, celulosas y derivados, aceites, ácidos grasos, grasas y aceites, hidratos de carbono, biomasa de carácter alimenticio, y productos valorizables tanto energética como económicamente.
- -
- El sistema explota las propiedades de un campo electromagnético con la finalidad de acelerar la dinámica de crecimiento de los cultivos y la capacidad de concentración y floculación para su posterior extracción. La combinación del factor del campo eléctrico como acelerador de crecimiento celular y el campo magnético como acelerador del intercambio electrónico. El campo eléctrico podría variar entre 300 v/m a 600 v/m, preferiblemente entre 400 y 500 v/m. El campo magnético podría variar entre 0,10 a 1,00 T (teslas), preferiblemente entre 0,25 y 0,75 T. Se ha demostrado que el enlace químico se rompe mas rápidamente cuando son sometidas a ondas electromagnéticas. El campo magnético propicia un desplazamiento de los electrones a niveles energéticos superiores de tal manera que cuando regresan a su estado inicial se desprende energía.
La figura 1 muestra un esquema representativo
del procedimiento acelerado de conversión energética del dióxido de
carbono objeto de la presente invención con cada una de sus etapas
para el aprovechamiento de la energía electromagnética solar y
artificial, con el fin de obtener entre otros productos, tales cuya
oxidación genere un aprovechamiento total de la energía térmica
producida por todos los compuestos de carbono tras su
oxidación.
La figura 2 muestra un esquema representativo
del procedimiento acelerado de conversión energética del dióxido de
carbono objeto de la presente invención en el cual se ha añadido
una etapa adicional entre la etapa la 2 y la 3. En esta nueva etapa
se lleva a cabo un proceso de transformación de los productos
obtenidos en la segunda etapa. Los lípidos se dirigen a un proceso
de transformación de Energía química mediante transesterificación.
Los hidrocarburos se destilan mediante hidrocraqueo catalítico,
obteniéndose de esta manera productos energéticos tales como el
queroseno, benceno, biodiesel, naftas y otros como la glicerina. A
los azúcares se les aplica una ruptura molecular para obtener
etanol que parte de él será utilizado en el proceso de
transesterificación que se lleva a cabo en los
lípidos.
lípidos.
La figura 3 muestra un esquema representativo
del bioacelerador electromagnético objeto de la presente invención
con cada una de sus partes y conectores para el aprovechamiento de
la energía electromagnética solar y artificial, con el fin de
obtener entre otros productos, biocombustibles.
La figura 4 muestra un esquema representativo de
una de las partes del bioacelerador electromagnético, los
convertidores de biomasa (1), en los cuales se llevará a cabo la
fotosíntesis y mitosis para la producción de biomasa y eliminación
de CO_{2}, por parte del fitoplancton.
La figura 5 muestra un esquema representativo de
la estructura en módulo o colmena de los convertidores de biomasa
(1).
La figura 6 muestra un esquema representativo
del sistema de captación de radiación solar tridimensional más el
CO_{2} y su conversión en energía química en continuo. Mediante
dicho sistema se consigue que a partir de 4500 W/m^{2} día se
obtengan 20232 W/m^{3} día.
\newpage
La figura 7 muestra el crecimiento de
Nannochloropsis spp a partir de un cultivo de 100 millones
de células/ml obtenido en un bioacelerador electromagnético de 150
litros de capacidad, se consigue, un cultivo de 1200 l en un tiempo
de 10 días, y con una concentración de 220 millones e células/ml.
En los ejes de ordenadas se representan la concentración del cultivo
(células/ml x 10^{6}) (\circulonegrotachadolargo), el pH
(\cuadradonegropuntos) y la temperatura (\trinegrorayas). En el
eje de abscisas se representa el tiempo de cultivo medido en días.
Cuando se ha extraído ¼ del total se representa en la figura
como \ding{71}.
como \ding{71}.
La figura 8 muestra el crecimiento de un cultivo
de Isochrysis galbana, empleando sólo con aire y sin añadir
CO_{2}. En los ejes de ordenadas se representan la concentración
del cultivo (células/ml) (\circulonegrotachadolargo), el pH
(\cuadradonegropuntos) y la temperatura (\trinegrorayas). En el
eje de abscisas se representa el tiempo de cultivo medido en
días.
La figura 9 muestra una representación gráfica
de una pirámide trófica en la cual se ve como la radiación
electromagnética recogida en el primer y segundo escalón de la
cadena trófica, que según la disciplina de la ecología, son los que
absorben más del 99% del total de la energía entrante en la tierra.
El resto de los sistemas presentes en el estado de la técnica,
trabajan con sistemas que están a partir del tercer, cuarto o
superiores escalones de la cadena trófica, y su eficiencia
energética respecto del primer escalón no es superior al 0,1%,
0,001% y así sucesivamente.
La figura 7 muestra como a partir de un cultivo
de 100 millones de células/ml obtenido en un bioacelerador
electromagnético de 150 litros de capacidad, se consigue, un
cultivo de 1200 l en un tiempo de 10 días, y con una concentración
de 220 millones de células/ml. El cultivo se realizó dentro del
intervalo de T^{a} [20.0-27.0ºC] y de pH
[7,6-8,9]. Se mantuvo la iluminación en un
fotoperíodo 16:8. Así mismo las experiencias realizadas se
materializan en atmósferas enriquecidas al 5.0-10.0%
de CO_{2}. Las cepas de la especie utilizada han sido diferentes
adaptaciones de Nanochloropsis spp. La salinidad del medio
oscilaba en el intervalo de salinidad
[28.0-36.0\textperthousand], y la experiencia se
ha realizado en un bioacelerador cerrado de cultivo de 1200 litros
de volumen.
Las cepas iniciales para la inoculación de
convertidor de biomasa están mantenidas en agua de mar
microfiltrada sobre filtros de acetato de celulosa de 0,45 micras y
posterior refiltrado de 0,20 micras y finalmente esterilizadas
mediante rayos UV. El medio de cultivo de los convertidores se
mantiene estéril y axénico mediante antibióticos, fungicidas.
Los antibióticos añadidos al cultivo del
bioacelerador que funciona como el cultivo de "arranque" (el
de 150 l) son una mezcla de penicilina y estreptomicina a un rango
de concentraciones de 100 a 300 mg/l cada uno de ellos,
preferentemente se a un rango de concentraciones de 150 a 250 mg/l y
más preferentemente a una concentración de 200 mg/l para cada uno
de los componentes de la mezcla.
Los fungicidas añadidos al cultivo son una
mezcla de griseofulvira y nistatina a un rango de concentraciones
de 100 a 300 mg/l cada uno de ellos, preferentemente se a un rango
de concentraciones de 150 a 250 mg/l y más preferentemente a una
concentración de 200 mg/1 para cada uno de los componentes de la
mezcla.
En la Figura 8 se puede observar el crecimiento
de un cultivo de Isochrysis galbana, empleando sólo con aire
y sin añadir CO_{2}. Como se puede observar en la figura 8 el
crecimiento de la cepa con aire atmosférico presenta un desarrollo
superior a los 16 millones de células/ml, y por ende muy superior
al habitualmente logrado con esta especie, que suele situarse
alrededor de los 7.0-7.5 millones de células/ml. El
cultivo se inició con una concentración de arranque de 5.0 millones
de células/ml. El cultivo se realizó dentro del intervalo de
T^{a} [25.0-31.0ºC] y de pH
[8,6-9,4]. Se mantuvo la iluminación en un
fotoperíodo 16:8.
Ambas experiencias han sido realizadas en dos
bioaceleradores electromagnéticos de 1,2 m^{3} en las condiciones
de Temperatura, salinidad y pH comentadas al inicio de este
capítulo.
Las cepas iniciales para la inoculación de los
diferentes convertidores de biomasa (de 300 y de 1200 l) están
mantenidas en agua de mar microfiltrada sobre filtros de acetato de
celulosa de 0,45 micras y posterior refiltrado de 0,20 micras y
finalmente esterilizadas mediante rayos UV. El medio de cultivo de
los fermentadores se mantiene estéril y axénico mediante
antibióticos, fungicidas.
Los antibióticos añadidos al cultivo son una
mezcla de penicilina y estreptomicina a un rango de concentraciones
de 100 a 300 mg/l cada uno de ellos, preferentemente se a un rango
de concentraciones de 150 a 250 mg/l y más preferentemente a una
concentración de 200 mg/l para cada uno de los componentes de la
mezcla.
Los fungicidas añadidos al cultivo son una
mezcla de griseofulvira y nistatina a un rango de concentraciones
de 100 a 300 mg/l cada uno de ellos, preferentemente se a un rango
de concentraciones de 150 a 250 mg/l y más preferentemente a una
concentración de 200 mg/l para cada uno de los componentes de la
mezcla.
Claims (53)
1. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química caracterizado
porque comprende bioaceleradores electromagnéticos que trabajan en
continuo y que comprende al menos los siguientes elementos:
- a.
- convertidores de biomasa octogonales (1);
- b.
- tanques de reserva de agua de mar (3);
- c.
- filtros de partículas (4);
- d.
- filtros de luz UV (5);
- e.
- tanques de alimentación y mezcla (6);
- f.
- bombas de alimentación de presurización (8);
- g.
- manómetros (9);
- h.
- controladores de presión (10);
- i.
- tanques de compensación (11);
- j.
- tanques de expansión con válvula de seguridad (12);
- k.
- intercambiadores de calor (13);
- l.
- termostatos de control de temperatura (14);
- m.
- tanques de realimentación de agua reciclada (15);
- n.
- bombas de reinyección (16);
- o.
- centrifugadoras de separación de biomasa del agua (17);
- p.
- atemperadores (18);
- q.
- paneles de control (25);
- r.
- bombas de recirculación (26);
- s.
- densímetros (27);
- t.
- sistemas de extracción mecánica de biomasa por centrifugación (32);
- y
- u.
- tanques de acumulación de biomasa (33).
2. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 1, caracterizado porque los convertidores de
biomasa (1) son de tipo circular concéntrica monocámara, circular
concéntrica bicameral o e tipo circular compuesta que contiene tubos
verticales dispuestos alrededor de un pozo central de luz.
3. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores 1 a 2, caracterizado porque
los convertidores de biomasa (1) se disponen espacialmente de tal
manera que forman una estructura de tipo colmena o módulo.
4. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores 1 a 3, caracterizado porque
los convertidores de biomasa (1) comprenden al menos los siguientes
elementos:
- a.
- tubos verticales de control de luz artificial (24);
- b.
- dispersores de iones (36);
- c.
- válvulas electromagnéticas de cambio de flujo (19);
- d.
- válvulas electromagnéticas de extracción de biomasa (20);
- e.
- sensores de control del medio de cultivo (21);
- f.
- válvulas de extracción de oxígeno (22);
- g.
- válvulas de extracción de hidrógeno (23);
- h.
- entradas de luz natural (2a y 2b);
- i.
- lámparas de producción de luz artificial (24);
- j.
- sistemas rotatorios de limpieza (28);
- k.
- válvulas de inyección de dióxido de carbono dispuestas de forma helicoidal (29);
- l.
- válvulas de inyección de turbulencias dispuestas de forma helicoidal (30);
- m.
- sistemas de extracción y regulación de las lámparas de producción de luz artificial (31);
- n.
- sistemas electromagnéticos (34 y 35); y
- o.
- fitoplancton presente en el medio de cultivo (37).
5. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 4, caracterizado porque el medio de cultivo
comprende al menos los siguientes elementos:
- a.
- microorganismos;
- b.
- agua de mar microfiltrada;
- c.
- dióxido de carbono;
- d.
- NOx;
- e.
- vitaminas;
- f.
- oligoelementos;
- g.
- ácido ortofosfórico;
- h.
- antibióticos; y
- i.
- fungicidas.
6. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 5, caracterizado porque los microorganismos
son de tipo fitoplanctónico y/o zooplanctónico.
7. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 6, caracterizado porque los microorganismos
de tipo fitoplanctónico pertenecen a las especies Duanliella
salina, Tetraselmis sp. Isochrysis galbana,
Pavlova lutheri, Rhodomonas salina, Phaedoactylum
tricornutum, Thalassiosira weissflogii y Chaetoceros
socialis.
8. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 5, caracterizado porque los antibióticos son
una mezcla de penicilina y estreptomicina y están en un rango de
concentraciones de 100 a 300 mg/l cada uno de ellos, preferentemente
en un rango de 150 mg/l y más preferentemente en una concentración
de 200 mg/l.
9. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 5, caracterizado porque los fungicidas son
una mezcla de griseofulvira y nistatina y están en un rango de
concentraciones de l00 a 300 mg/l cada uno de ellos, preferentemente
en un rango de 150 mg/l y más preferentemente en una concentración
de 200 mg/l.
10. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 4, caracterizado porque los sensores de
control del medio de cultivo (21) son fotómetros, pHmetros, sondas
de temperatura, sondas de dióxido de carbono, y sondas de
oxígeno.
11. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 10, caracterizado porque los fotómetros
trabajan en un rango de 0 a 200 micromoles de fotones/m^{2}s,
tienen una resolución mínima de 0,5 micromoles de fotones/m^{2}s
y tienen un error inferior al 4% de la medida.
12. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 4, caracterizado porque las válvulas de
extracción de oxígeno (22) e hidrógeno (23) son de tipo
hidroneumáticas.
13. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 4, caracterizado porque las entradas de luz
natural (2a y 2b) están recubiertas de de plástico translúcido.
14. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 4, caracterizado porque las lámparas de
producción artificial de luz (24), tienen una intensidad de 1 a 50
vatios/m^{2}.
15. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 4, caracterizado porque los sistemas
rotatorios de limpieza (28) tienen forma de bolas unidas por un hilo
central.
16. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 4, caracterizado porque las válvulas de
inyección de dióxido de carbono (29) están dispuestas de forma
helicoidal alrededor del convertidor de biomasa (1).
17. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 4, caracterizado porque las válvulas de
inyección de turbulencias (30) están dispuestas de forma
helicoidal.
18. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 4, caracterizado porque el medio de cultivo
presenta las siguientes condiciones:
- a.
- temperatura constante dentro del intervalo de 7 a 40ºC;
- b.
- longitudes de onda dentro del intervalo de 400 a 700 nm;
- c.
- intensidad de luz solar desde 200 a 900 vatios/m^{2};
- d.
- intensidad de luz artificial desde 1 a 50 vatios/m^{2};
- e.
- fotoperíodos desde 24:0 a 12:12 horas luz/oscuridad;
- f.
- salinidad desde 0,2\textperthousand a 40\textperthousand, preferentemente de 20\textperthousand a 40\textperthousand para cepas de agua salada, 8\textperthousand a 20\textperthousand para cepas de agua salobre y 0,2\textperthousand a 8\textperthousand para cepas de agua dulce;
- g.
- presión desde 1 a 5 atmósferas;
- h.
- concentración de fitoplancton desde 5 a 500 millones de células/ml; y
- i.
- pH desde 6,5 a 9,9.
19. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 1, caracterizado porque los tanques de
reserva de agua de mar (3) son cilíndricos o poliédricos de material
de fibra de vidrio y tienen un volumen interno comprendido dentro
del intervalo de 1 a 20 m^{3}.
20. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 1, caracterizado porque los filtros de
partículas (4) son de fibra de celulosa y/o fibra de vidrio y/o
acetato de celulosa.
21. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 1, los tanques de alimentación y mezcla (6) son de
tipo cilíndrico y/o poliédrico de material transparente,
preferentemente de PVC, policarbonato y/o metacrilato y tienen un
volumen interno de 3 a 14 m^{3}.
22. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 1, caracterizado porque los tanques de
alimentación y mezcla (6) contienen al menos flotadores de control
de nivel (7).
23. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 1, caracterizado porque las bombas de
alimentación y presurización (8) son de tipo centrifugadoras y
trabajan en un intervalo desde 1 a 10 kg/cm^{2}.
24. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 1, caracterizado porque los tanques de
compensación (11) son de material transparente preferentemente de
PVC, policarbonato y/o metacrilato.
\newpage
25. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 1, caracterizado porque los tanques de
expansión con válvula de seguridad (12) son de metal inoxidable con
una membrana interna elástica.
26. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 1, caracterizado porque los intercambiadores
de calor (13) son de tipo laminar a placas.
27. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 1, caracterizado porque las bombas de
reinyección (16) son de tipo centrifugadoras y trabajan en un
intervalo desde 1 a 10 kg/cm^{2}.
28. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 1, caracterizado porque las centrifugadoras
(17) son de tipo rotativas de plato.
29. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 1, caracterizado porque los paneles de control
(25) controlan la inyección de los nutrientes, gases, temperatura,
pH, salinidad y conductividad del medio.
30. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 1, caracterizado porque las bombas de
recirculación (26) son de tipo centrifugadora.
31. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 1, caracterizado porque en los sistemas de
extracción mecánica por centrifugación (32) se separa la biomasa que
contiene al menos lípidos, hidratos de carbono, celulosas,
hemicelulosas y productos del metabolismo secundario del medio
líquido de cultivo.
32. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores 1 a 31, caracterizado porque
el sistema se esteriliza mediante lavado con una solución de agua y
ácido clorhídrico en un intervalo de concentración de 0,5 a 5% v/v
y/o con agua e hipoclorito sódico del 5% v/v y se mantienen al menos
24 horas sumergidos los bioaceleradores.
33. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores 1 a 32, caracterizado porque
los bioaceleradores electromagnéticos trabajan bajo un ciclo de
conversión energética del dióxido de carbono.
34. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 33, caracterizado porque el ciclo de
conversión energética del dióxido de carbono comprende las
siguientes etapas:
- a.
- cultivar fitoplancton en bioaceleradores electromagnéticos;
- b.
- producción de oxígeno y biomasa compuesta de lípidos, hidrocarburos y azúcares a partir de la etapa anterior;
- c.
- oxidación de los hidrocarburos producidos en la etapa anterior para generar dióxido de carbono y NOx; y
- d.
- recolección del dióxido de carbono y NOx procedentes de la etapa anterior hasta los cultivos de la primera etapa.
35. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según 34.
caracterizado porque en la etapa a, se dan las siguientes
condiciones de cultivo:
- a.
- temperatura constante dentro del intervalo de 7 a 40ºC;
- b.
- longitudes de onda dentro del intervalo de 400 a 700 nm;
- c.
- intensidad de luz solar desde 200 a 900 vatios/m^{2};
- d.
- intensidad de luz artificial desde 1 a 50 vatios/m^{2};
- e.
- fotoperíodos desde 24:0 a 12:12 horas luz/oscuridad;
- f.
- salinidad desde 0,20\textperthousand a 40\textperthousand, preferentemente de 20\textperthousand a 40\textperthousand para cepas de agua salada, 8\textperthousand a 20\textperthousand para cepas de agua salobre y 0,2\textperthousand a 8\textperthousand para cepas de agua dulce;
- g.
- presión desde 1 a 5 atmósferas;
- h.
- concentración de fitoplancton desde 5 a 500 millones de células/ml; y
- i.
- pH desde 6,5 a 9,9.
36. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 34, caracterizado porque en la etapa a, el
cultivo de fitoplancton está sometido a un campo eléctrico y a un
campo magnético.
37. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 34, caracterizado porque la etapa b,
comprende las siguientes etapas:
- a.
- extracción de la biomasa del medio de cultivo;
- b.
- centrifugado de la biomasa;
- c.
- secado de la biomasa;
- d.
- separación de silicatos y celulosa mediante disolventes apolares; y
- e.
- ruptura de las células del medio de cultivo mediante ultrasonidos, politrón, microondas y/o calentamiento a 200ºC.
38. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 34, caracterizado porque en la etapa c, los
hidrocarburos se oxidan mediante combustión directa y/o
indirecta.
39. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 34, caracterizado porque en la etapa d, se
recogen los gases procedentes de la etapa c, para ser reconducidos
al medio de cultivo de la etapa a.
40. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según cualquiera de
las reivindicaciones 34 a 39, caracterizado porque
adicionalmente se puede incorporar una etapa e entre las etapas b y
c en la cual se produce una transformación de los productos
resultantes de la etapa b, en compuestos de alto nivel
energético.
41. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 40, caracterizado porque en la etapa e, los
lípidos procedentes de la etapa b, pasan por un proceso de
transesterificación.
42. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 40, caracterizado porque en la etapa e, los
hidrocarburos procedentes de la etapa b, se destilan mediante un
hidrocraqueo catalítico para obtener productos energéticos como
queroseno, benceno, biodiesel, naftas y glicerina.
43. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 40, caracterizado porque en la etapa e, los
azúcares procedentes de la etapa b, pasan por un proceso de ruptura
molecular para obtener etanol.
44. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 36, caracterizado porque el campo eléctrico
aplicado está dentro del rango desde 300 a 600 V/m, preferentemente
desde 400 a 500 V/m.
45. Sistema de captación de radiación solar y
CO_{2} para su conversión a energía química según la
reivindicación 36, caracterizado porque el campo magnético
aplicado actúa desde 0,1 a 1,0 T, preferentemente desde 0,25
a
0,75 T.
0,75 T.
46. Uso del sistema de captación de radiación
solar y CO_{2} para su conversión a energía química según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 45, para la
obtención de biocombustibles.
47. Uso del sistema de captación de radiación
solar y CO_{2} para su conversión a energía química según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 45, para la
obtención de productos de farmacopea del tipo de los ácidos grasos y
Luteína.
48. Uso del sistema de captación de radiación
solar y CO_{2} para su conversión a energía química según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 45, para la
obtención de productos de cosmética del tipo de la glicerina,
pigmentos y sustancias emulgentes.
49. Uso del sistema de captación de radiación
solar y CO_{2} para su conversión a energía química según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 45, para la
obtención de productos industriales con contenido en sílice del tipo
de los borosilicatos y ferrosilicatos.
50. Uso del sistema de captación de radiación
solar y CO_{2} para su conversión a energía química según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 45, para la
obtención de productos fertilizantes, agrícolas, industriales
y
ganaderos.
ganaderos.
51. Uso del sistema de captación de radiación
solar y CO_{2} para su conversión a energía química según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 45, para la
obtención de celulosas y hemicelulosas.
52. Uso del sistema de captación de radiación
solar y CO_{2} para su conversión a energía química según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 45 para la
obtención de taninos y compuestos astringentes.
53. Uso del sistema de captación de radiación
solar y CO_{2} para su conversión a energía química según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 45 para la
fijación de CO_{2}, CH_{4}, SH_{2}, NO_{2}, NO_{3} y otros
gases de gases de efecto invernadero y cualquier sal derivada de la
reacción de estos gases con el medio de cultivo.
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|---|---|---|---|
| ES200702033A ES2334478B1 (es) | 2007-07-20 | 2007-07-20 | Sistema de captacion de radiacion solar y co2 para su conversion a energia quimica en continuo. |
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| ES200702033A ES2334478B1 (es) | 2007-07-20 | 2007-07-20 | Sistema de captacion de radiacion solar y co2 para su conversion a energia quimica en continuo. |
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| ES200702033A Withdrawn - After Issue ES2334478B1 (es) | 2007-07-20 | 2007-07-20 | Sistema de captacion de radiacion solar y co2 para su conversion a energia quimica en continuo. |
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